Makale Koleksiyonu

Bu koleksiyon için kalıcı URI

https://hdl.handle.net/20.500.12451/317

Listeleniyor 1 - 20 / 226

Effect of baffle angles on flow and heat transfer in a circular duct with nanofluids
(Ceyhun YILMAZ, 2022) Akçay, Selma; Akdağ, Ünal
This work numerically analyzes the hydraulic and thermal performance of CuO-water nanofluid in a circular duct with different baffle angles. In the numerical work, governing equations are discretized with the finite volume method, and the simulations are solved with SIMPLE algorithm. The surfaces of the duct containing baffles are kept at 340 K. In the analysis, the effects of different Reynolds numbers (200 ≤ Re ≤ 1000), nanoparticle volume fractions (1% ≤ ϕ ≤ 3%), and baffle angles (30º ≤ α ≤ 150º) on the thermal enhancement factor (η) and the friction factor are investigated. In addition, the flow and temperature contours are presented for different parameters within the duct. From those contours, it is observed that the baffles cause flow oscillation and recirculation zones are formed. The numerical results show that baffles and nanofluid flow contribute significantly to the thermal enhancement. The Nusselt number (Nu) and relative friction factor (r) increase as the Reynolds number and nanoparticle volume fraction increase. While the highest thermal enhancement factor and relative friction factor are obtained at α = 90º baffle angle, the best performance evaluation criterion (PEC) value is found at α = 150º baffle angle.
Yapıştırma bağlantılarında kohezif bölge modeli uygulayarak ve uygulamadan modelleme yapılmasının gerilme dağılımına etkisinin araştırılması
(Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, 2021) Saraç, İsmail
Yapıştırma bağlantılarının mekanik özelliklerinin belirlenmesinde kullanılan sayısal yöntemler zaman içerisinde gelişim göstermiştir. Başlangıçta maksimum gerilme/gerinim yöntemi kullanılarak analizler yapıldı. Bunu takiben, yapıştırma bağlantılarında oluşan hasarın bir çeşit kırılma problemi olması nedeniyle kırılma mekaniği yaklaşımları kullanılmaya başlandı. İlk olarak Lineer Elastik Kırılma Mekaniği temelli çalışmalar yoğun bir şekilde yapıldı. Lineer Elastik Kırılma Mekaniği yaklaşımıyla önemli oranda başarılı çalışmalar yapılmasına rağmen, çatlak ucunda oluşan gerilme alanının tamamen elastik kabulü ve plastik şekil değişiminin ihmal edilmesi nedeniyle bazı sınırlamalarla karşılaşılmıştır. Lineer Elastik Kırılma mekaniğindeki bu sınırlama nedeniyle nonLineer Elastik Kırılma Mekaniğine odaklanılarak çalışmalar yapılmıştır. 1990’ lı yılarda ise özellikle kohezif bölge modeli hızlı bir gelişme göstermiştir. Tokluğu yüksek yapıştırıcıların, uygulamada artan kullanımıyla birlikte, yapıştırma bağlantılarının doğrusal olmayan kırılma davranışlarını incelemek daha da önemli oldu. Yapılan bu çalışmada, tek tesirli yapıştırma bağlantılarında, yapıştırcı ile yapıştırılan malzeme ara bölgelerinde, kohezif bölge modeli uygulayarak ve koheziv bölge modeli uygulamadan modelleme yapılmasının, gerilme ve strain enerji dağılımlarına etkileri incelenmiştir. Yapılan çalışma sonucunda, yapıştırma bağlantılarında kohezif bölge modeli uygulamanın fiziksel probleme daha uygun olduğu ve yapıştırıcı tabakasındaki soyulma gerilmesi, kayma gerilmesi ve strain enerji dağılımı açısından önemli farklılıklar olduğu gösterilmiştir.
Çevrimsel ön yüklemenin polipropilen’in gevşeme davranışıüzerindeki etkisi
(Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, 2021) Düşünceli, Necmi; Özensoy, Önder Çağdaş
Bu çalışmada, oda sıcaklığında izotaktik polipropilen üzerinde yükleme-boşaltma ve yeniden yükleme sonrası yapılan gevşeme testlerine dair gözlemler rapor edilmiştir. Deneysel veriler, gevşeme testinin başlangıcındamaksimum gerilme ve başlangıç gerilmesi arasındaki farkın artmasıyla birlikte gevşeme eğrilerinin şekillerindebelirgin değişiklikler olduğunu göstermiştir. Testin başlangıcında gerilme geleneksel gevşemeden farklı olarakönce artıp sonra monoton olarak azalmaktadır. Basit gevşemeden karma gevşemeye geçişte ön yüklemenin etkisiniaraştırmak için farklı çevrim sayısı ve gerilme seviyelerinde testler gerçekleştirilmiştir.
Çift pimli ve yapıştırmalı kompozit plakalarda farklı yapıştırıcı türleriyle gerilme analizi
(Iğdır Üniversitesi, 2021) Benli, Semih; Erzincanlı, İlker
Bu çalışmada çift pim bağlantısı uygulanmış ve farklı yapıştırıcı türleri ile yapıştırılmış ve farklı oryantasyon açılarında tabakalı kompozit plakada gerilme analizleri incelenmiştir. Analiz, modelleme ve çözüm için ANSYS (V19) sonlu elemanlar yazılımı kullanılmıştır. Modelleme üç boyutlu olarak yapılmıştır. Model üzerine gerekli sınır şartları ve yüklemeler uygulanmıştır. Mevcut çalışmalardan farklı olarak, tabakalı kompozit plaka üzerindeki delik ve pim için kontak analizi yapılmış ve analiz bu şekilde gerçekleştirilmiştir. Malzemeye çekme yükü uygulanmış, malzeme ve delik bölgelerinde farklı yapıştırıcı türleriyle ve buna ilave olarak tabakalı kompozit plakada farklı oryantasyon açılarında modeller arasında meydana gelen gerilmeler belirlenmiştir.
Basit bindirmeli yapıştırma bağlantılarında bindirme bölgesi uç açı değişiminin bağlantı mukavemetine etkisinin sayısal olarak incelenmesi
(10.17482/uumfd.679472,, 2020) Saraç, İsmail
Yapıştırma bağlantılı tasarımlarda, kritik bölge olan yapıştırıcı bölgesine kayma gerilmesi etki edecek şekilde tasarım yapılması bağlantı mukavemeti açısından tavsiye edilmektedir. Genel olarak, yapıştırma bağlantılarında soyulma gerilmeleri hasarın oluşmasında birinci derecede etkili olmaktadır. Çekme yükü uygulanmış basit bindirmeli bağlantılarda, bindirme uçlarında dönme etkisiyle soyulma gerilmeleri oluşmaktadır. Basit bindirmeli bağlantıların tasarımı yapılırken soyulma gerilmesinin etkisini en aza indirecek şekilde tasarım yapmak bağlantı mukavemetini arttırmak açısından önemlidir. Yapılan bu çalışmada, yapıştırılan malzemelere ait bindirme uçlarını farklı açılarda tasarlamanın bağlantı mukavemetine etkisini araştırmak amacıyla altı farklı uç açılı (90° , 75° , 60° , 45°, 30° ve 15°) basit bindirme bağlantı modelleri bir sonlu elemanlar analiz programı olan Ansys’de oluşturulmuş ve bağlantıların uygulanan çekme yükü altında lineer olmayan gerilme ve hasar analizi yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda referans modele göre (90° uç açılı model), açılı modellerde bağlantı mukavemetinde artış görülmüştür. Referans modele göre, 15° uç açılı modelde %29,1 oranında bir mukavemet artışı tespit edilmiştir.
Çekme yükü uygulanmış boru yapıştırma bağlantılarında bindirme uç geometrisinin bağlantı dayanımına etkisinin araştırılması
(Konya Teknik Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, 2020) Saraç, İsmail
Yapıştırma bağlantıları, farklı bağlantı geometrilerinde oluşturulabilmektedir. Yapıştırma bağlantı tasarımlarında yoğun bir şekilde kullanılan ve üzerinde çok sayıda araştırma yapılmış yapıştırma bağlantı şekillerinden birisi de tek tesirli bindirme bağlantılarıdır. Yapılan çalışmalar sonucunda tek tesirli bindirme bağlantılarının bindirme uçlarında oluşan gerilme yığılmalarının hasarın oluşmasında etkin rol oynadığı belirtilmiştir. Tek tesirli bindirme bağlantılarında, bindirme uçlarında, malzeme azaltılması yapılmasının gerilme yığılmalarını düşürdüğü ve bunun sonucu olarak bağlantı dayanımının arttığı yapılan çalışmalardan anlaşılmaktadır. Dolayısıyla, yapıştırılan malzemelerin bindirme uçlarında malzeme azaltılmasının, farklı bağlantı geometrilerinde dayanıma etkisinin araştırılması önemli olmaktadır. Yapılan bu çalışmada, çekme yüküne maruz bırakılmış boru yapıştırma bağlantıları modellenerek, yapıştırılan boruların bindirme bölgesindeki farklı uç geometrilerinin bağlantı mukavemetine etkisi bir sonlu elemanlar analiz programı olan ANSYS kullanılarak araştırılmıştır. Yapılan çalışmada ilk olarak yapıştırılan boruların uç kısımlarındaki et kalınlığının bağlantı dayanımına etkisi araştırılmıştır. Daha sonra, borunun bindirme bölgesi boyunca et kalınlığı, bindirme ucundan itibaren farklı uzunluklarda modellenerek boru ucu uzunluk değişiminin bağlantı dayanımına etkisi çekme yükü altında araştırılmıştır. Sonuç olarak bu çalışma şartlarında ideal tasarımın Model-4 tasarımı olduğu bulunmuştur. Bu tasarımda yapıştırma bağlantılarında kritik bölge olan yapıştırıcı tabakasının dayanımı % 20,5 oranında artmıştır.
Kompozit takviyeli üst damak diş protezinin farklı sıcaklıklar altında termal gerilme analizi
(Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi, 2019) Benli, Semih; Baş, Gökhan
Diş sağlığını kaybeden hastalarda görüntü, çiğneme, konuşma gibi fonksiyonel bozukluklar görülebilir. Bu fonksiyon bozuklukları insanın hayat standardını direkt olarak etkilemektedir. Bu fonksiyon bozukluklarının giderilmesi amacıyla çıkarılabilir kısmi veya tam protezler sıklıkla kullanılır. Bu çalışmada, sonlu elemanlar metodu kullanılarak üst damak protezinin 0 °C, 36 °C, 70 °C sıcaklık ve uygun sınır koşulları altında CrCo, tekyönlü/örgü karbon epoksi, tek yönlü/örgü cam epoksi, tek yönlü/örgü kevlar epoksi takviyeleri ile beraber, kritik kırılma noktası başlangıcı olan orta hat bölgesinin gerilme analizi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar göstermiştir ki protezlerin dayanımını arttırmak için kullanılan bu takviyeler termal yükleme altında takviyesiz numunelere göre yüksek oranda termal kaynaklı gerilmeler oluşturmaktadır.
Boru demeti üzerinden geçen Al2O3- su nanoakışkanın pulsatif akışının ısı transferine etkisi
(DÜ Mühendislik Fakültesi / Dicle Üniversitesi, 2019) Akçay, Selma; Akdağ, Ünal; Hacıhafızoğlu, Oktay; Demiral, Doğan
Bu çalışmada, sabit duvar sıcaklığına sahip boru demetleri üzerinden geçen Al2O3-su nanoakışkanın laminer pulsatif akışının ısı transferine ve sürtünme faktörüne etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Çalışmada, dairesel kesitli borular kademeli olarak yerleştirilmiş ve analizler iki boyutlu olarak gerçekleştirilmiştir. Kullanılan eşitlikler, sonlu hacimler metodu ile SIMPLE algoritması kullanılarak çözülmüştür. Sayısal incelemelerde, nanoakışkan tipi ve partikül hacim oranı sabit tutulmuş olup, analizler Reynolds sayısının sabit bir değeri için pulsatif parametrelerin değiştirilmesi ile elde edilmiştir. Bu parametrelerin ısı transferi karakteristiği ve sürtünme faktörü üzerindeki etkileri daimi akış şartları ile karşılaştırılmıştır. Boru demeti üzerinden pulsatif akışta anlık hız ve sıcaklık dağılımları elde edilmiştir. Sayısal sonuçlar, ısı transferindeki iyileşmenin pulsatifparametrelerden oldukça etkilendiğini göstermiştir. Pulsatif genlik ve frekans arttıkça ısı transferinin de arttığı, ancak bu artışın sürtünme faktöründe de bir miktar artışa sebep olduğu gözlemlenmiştir. Çalışma sonucunda boru demetleri üzerinden nanoakışkanların pulsatif akışı için en iyi termo-hidrolik performansısağlayan parametreler belirlenmiştir. Sonuçlar boyutsuz parametrelerin bir fonksiyonu olarak verilmiştir.
Basit yapıştırma bağlantılarında yapıştırıcı hasar kriterlerinin yüksek dayanımlı epoksi yapıştırıcıda incelenmesi
(Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, 2023) Saraç, İsmail
Yapıştırma bağlantıları, mekanik bağlantı tekniklerine alternatif oluşturabilecek, endüstrinin birçok alanında kullanımı gittikçe artan bir bağlantı yöntemidir. Yapıştırma bağlantılarının dayanımlarının tahmin edilmesine yönelik ilk çalışmalar, analitik olarak yapılmıştır. Sonra sayısal bir teknik olan sonlu elemanlar yönteminin yaygınlaşmaya başlamasıyla birlikte, yapıştırma bağlantılarının dayanım tahminleri geometri sınırlaması olmadan kapsamlı bir şekilde yapılmaya başlandı. Yapıştırma bağlantılarında hasar tahminleri yapılması amacıyla çok sayıda hasar kriteri literatürde bulunmaktadır. Bu kriterlerin kullanılabilmesi için kritik bölgedeki gerilme veya gerinme dağılımları analitik veya sayısal yöntemlerle hesaplandıktan sonra en uygun kriter belirlenerek hasar tahminleri yapılabilmektedir. Kriter seçiminde bağlantı geometrisi, kullanılan yapıştırıcının mekanik davranışı önemlidir. Ayrıca yapıştırıcı hasar kriterlerinin uygulanabilmesi için yapıştırıcı tabakasının, bağlantının genel mukavemeti içerisinde en zayıf kısım olması gerekmektedir. Bu çalışmada, epoksi yapıştırıcı ve çelik plaka kullanılarak oluşturulan basit yapıştırma bağlantısında, analitik modeller ve sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak hasar yükleri elde edilmiştir. Analitik ve sayısal hasar yükleri daha önce yapılan deneysel çalışma sonucunda elde edilen hasar yüküyle karşılaştırılmıştır.
Enhancing heat transfer performance in elliptical tubes with nano fluids: A numerical case study
(Taylor and Francis Ltd., 2025) Danışmaz, Merdin; Akdağ, Ünal
This study focuses on investigating the thermal performance of elliptical tubes in heat transfer applications with three different working fluids, namely water, CuO-water nano fluid, and Al2O3-water nano fluid. The research emphasizes the role of channel cross-sectional geometry and the utilization of nano fluids in enhancing heat transfer for four different elliptical aspect ratios with the same hydraulic diameter. To ensure fully developed hydrodynamic flow conditions and eliminate pipe outlet effects, a test section for flow analysis was identified at the midsection of the designed pipe geometry. Numerical simulations were conducted using ANSYS 2020 R2 commercial software for low Reynolds numbers, which yield laminar flow, to analyze the impact of the elliptical cross-sectional geometry and heat transfer characteristics on the flow. The effects of nano fluids and the use of elliptical pipes on heat transfer were validated against empirical formulas based on Nusselt numbers. The results indicate that nano fluids exhibit superior heat transfer performance compared to water across all elliptical aspect ratios investigated. Although the best thermal performance belongs to the CuO nanoparticle fluid, it was understood that the use of Al2O3 fluid would also be beneficial due to its accessibility and being more economical. Moreover, it was determined that increasing the ellipticity under the specified flow conditions improved the heat transfer efficiency. Overall, this research provides a comprehensive analysis of the interaction between channel geometry, nano fluid selection, and heat transfer performance, offering valuable insights for designing more effective heat transfer systems in various engineering applications.
Enhancing the Strength of Polylactic Acid Material by Bonding Glass Fiber-Reinforced Polymer Composite Plates With Various Fabric Weights and Orientations
(John Wiley and Sons Inc, 2025) Horasan, Murat; Saraç, İsmail; Benli, Semih
This study investigates the impact of applying bidirectional glass fiber fabric-reinforced polymer (GFRP) composite coatings to the top and bottom surfaces of three-dimensional printed polylactic acid (3D-printed PLA) parts on their mechanical properties. The study uses tensile, three-point bending tests, and finite element method (FEM) analysis to examine how the coatings affect the PLA parts. The objective is to enhance the mechanical properties of PLA parts produced by additive manufacturing (AM) so that they can be used in applications requiring high strength. The study involves bonding bidirectional GFRP composites to the outer surfaces of 3D-printed PLA parts using epoxy adhesive to create sandwich-structured composite materials. Two different types of bidirectional glass fiber fabric (GFF) with low weight (25 g/m2) and high weight (100 g/m2) are used as reinforcement materials, while epoxy serves as the matrix material in the composite coatings. The production process involves creating bidirectional-GFF reinforcement materials in two layers, cut at 0° and 45° orientation angles, and bonding them to PLA specimens with epoxy adhesive. Mechanical tests demonstrate increased tensile and flexural strength of PLA parts coated with bidirectional GFRP composite compared to uncoated PLA material. The finite element analyses that simulated tensile and flexural tests showed consistent computational results with experimental findings.
Strengthening of polylactic acid parts with carbon fiber reinforced polymer composite plates featuring single and double fabric layers in various orientations
(John Wiley and Sons Inc, 2025) Saraç, İsmail; Horasan, Murat; Benli, Semih
This study investigated how coating the surfaces of three-dimensional printed polylactic acid (PLA) parts with carbon fiber fabric-reinforced polymer (CFRP) plates affects their mechanical behavior. The assessment was performed through tensile tests, three-point bending tests, and finite element method analysis. The goal of this study was to enhance the mechanical properties of PLA parts produced through fused deposition modeling (FDM) to expand their applicability in structures. CFRP composites were bonded to the 3D-printed PLA parts using epoxy to create sandwich-structured composite samples. The impact of composite coatings on the mechanical properties of 3D-printed PLA parts was examined in relation to fiber orientation angles and the number of coating layers. Mechanical tests indicated that the tensile and flexural strength of PLA parts coated with CFRP composite was higher than that of uncoated PLA material. In tensile tests, the maximum failure load of uncoated PLA specimens was 861.1 N, whereas the maximum failure load of a composite hybrid structural specimen—fabricated by bonding the PLA with a CFRP composite plate at a 0° orientation angle and employing a double layer of carbon fiber fabric—was 4265 N. Consequently, the increase in failure load was 395%. Finite element analyses simulating the tensile and flexural tests produced results that aligned with the experimental findings. Highlights: CFRP composite plates were fabricated with different ply numbers and fiber orientations. The hybrid structures were produced by bonding CFRP plates with 3D-printed PLA parts. Tensile and flexure tests were performed on hybrid composite structures. Reinforcing 3D-printed PLA with CFRP plates improves mechanical properties.
Investigation on the Effect of Opening Size and Position on Wind-Driven Cross-Ventilation in an Isolated Gable Roof Building
(Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI), 2025) Demir, Hacımurat; Aktepe, Burak
In this study, the influence of window opening sizes and positions on wind-induced cross ventilation performance in an isolated gable roof building was numerically investigated using the k-ω SST turbulence model. The results obtained from numerical analyses to evaluate the ventilation efficiency of different configurations show that larger inlet openings significantly increase the ventilation rates and the WO5 model reaches the highest ventilation rate of 0.004089 m3/s with an improvement of 37.27% compared to the reference model. As with the WO1 model, smaller inlet openings limited the air intake, reducing ventilation efficiency and indoor air quality. In terms of outlet window opening sizes, the LO5 model showed the highest ventilation efficiency, improving ventilation by 28% compared to reference model, while smaller outlet openings, as in the LO1 model, were associated with significantly lower performance. Additionally, when evaluating window opening locations, configurations with higher exit openings generally exhibited superior ventilation rates. The best overall ventilation performance was achieved in the Upper-Lower configuration at 0.003129 m3/s. The findings emphasized the critical role of window design in natural ventilation performance. Larger and strategically located window openings optimize airflow, increase ventilation efficiency and improve indoor air quality, providing valuable information for energy-efficient building design.
A numerical comparison of the thermal performances of nano-PCM heat sinks with Fe3O4, MgO, ZnO and xGNP nanoparticles: Key role of increased thermal conductivity
(Elsevier Ltd, 2025) Çiçek, Burcu
A Nano-PCM heat sink model for electronic device cooling was numerically analyzed. RT-35HC was selected as the PCM. Nano-PCMs were created by using different types of nanoparticles, such as Fe3O4, MgO, ZnO and xGNP, added into the PCM at volume fractions of 0.02, 0.04 and 0.06. Nano-PCM heat sinks were numerically simulated in ANSYS under heat fluxes of 3, 4 and 5 kW/m2. Enthalpy-porosity technique was used and UDFs were set in ANSYS for altering the Nano-PCM's thermal conductivity and dynamic viscosity. Results indicate that, by nanoparticles addition, PCM's melting time and heat sink temperature decreased. The reduction in melting time of Nano-PCM were 6.19 %, 10.8 %, and 14.56 % for volume fractions of 0.02, 0.04, and 0.06 for Fe3O4, respectively, relative to PCM only. Initially, the best thermal conductivity was obtained with utilization of xGNP (15 nm), however, with rising temperature over time, thermal conductivity of Nano-PCM with Fe3O4, (10 nm) became the highest. The findings suggest that the lowest base temperature was attained by using Fe3O4, which has the optimum thermal and physical properties, in a 0.02 volume fraction. A detailed and comparative evaluation was provided by addressing various nanoparticles or different sizes of the same nanoparticle for Nano-PCM heat sink.
Characterization of strains induced by in vivo locomotion and axial tibiotarsal loading in a chukar partridge model
(Elsevier Inc., 2025) Horasan, Murat; Verner, Kari A.; Main, Russell P.; Nauman, Eric A.
Rodent models have offered valuable insights into the mechanobiological mechanisms that regulate bone adaptation responses to dynamic mechanical stimuli. However, using avian models may provide new insights into the mechanisms of bone adaptation to dynamic loads, as bird bones have distinct features that differ from mammalian bones. This paper illuminates these aspects by evaluating the mechanical environment in a novel avian, chukar partridge tibiotarsus (TBT), during fast locomotion and in cortical and cancellous tissue under in vivo dynamic compressive loading within the TBT. We measured in vivo mechanical strains at the TBT midshaft on the anterior, medial, and posterior surfaces during locomotion at various treadmill speeds. The mean in vivo strains measured on the anterior, medial, and posterior surfaces of the TBT midshaft were 154 με, -397 με, and -438 με, respectively, at a treadmill speed of 2 m/s. The mean experimentally measured strains on the anterior, medial, and posterior surfaces of the TBT were 114.7 με, -952.6 με, and -593.7 με under an in vivo dynamic compressive load of 130 N. The study, which employs a micro-computed tomography (microCT) based finite element model in combination with diaphyseal strain gauge measures, found that cancellous strains were greater than those in the midshaft cortical bone. Sensitivity analyses revealed that the material property of cortical bone was the most significant model parameter. In the midshaft cortical volume of interest (VOI), daily dynamic loading increased the maximum moment of inertia and reduced the bone area in the loaded limb compared to the contralateral control limb after three weeks of loading. Despite the strong correlations between the computationally modeled strains and experimentally measured strains at the medial and posterior gauge sites, no correlations existed between the computationally modeled strains and strain gradients, and histologically measured bone formation thickness at the mid-diaphyseal cross-section of the TBT.
Investigation on the mechanical properties of Nano-Al2O3 particle reinforced single lap adhesive joints using digimat mean field homogenization and finite element method
(Elsevier Ltd, 2025) Saraç, İsmail; Yıldırım, Ferdi
When the studies on particle reinforced adhesive joints are evaluated, there is a deficiency in simulation methods. Considering the diversity of particles and the variability of reinforcement ratios, obtaining the mechanical properties of particle reinforced adhesives experimentally is a costly process with a high workload. In this study, the mechanical properties of single-lap adhesive joints (SLJs) produced with pure DP460 and 4 % nano-Al2O3 reinforced DP460 epoxy composite adhesive were investigated using Digimat Mean Field Homogenization and Finite Element Method (FEM). At first, bulk and SLJs specimens were produced from composite and pure adhesives to perform experimental studies. Next, based on the experimental studies, finite element analysis (FEA) of the bulk specimens and SLJs was conducted. In the FEM, the Digimat-Mean Field (Digimat-MF) homogenization approach and Ansys structural analysis were employed together. In the first step of the simulation studies, the mechanical properties of the nano-composite adhesive were obtained using the Digimat-MF homeogenization method. In the second step, Digimat interface was created in the Ansys program and material properties were defined. In this way, the structural analysis of nano-Al2O3 reinforced bulk specimens and SLJs were accurately analyzed. In the FEA, tensile strength values of bulk specimens of pure DP460 and 4 % nano-Al2O3 reinforced DP460 epoxy adhesives were obtained. At the end of the study, experimental and simulation data were verified and compared. When the data acquired were evaluated, it was seen that the Digimat-MF homogenization approach and Ansys FEM were successfully applied to adhesive joints containing composite adhesives.
Electrochemical and Thermal Analysis of Lithium-Ion Battery Pack With Different Cell Configurations
(John Wiley and Sons Inc, 2024) Namaldı Kömürcü, Büşra; Elden, Gülşah; Çelik, Muhammet; Genç, Mustafa Serdar
The primary purpose of this research is to analyze and evaluate the effects of various discharge rates and cell configurations on the electrochemical and thermal behavior of a Li-ion battery pack that is exposed to ambient air throughout the discharge process. The three-dimensional numerical model is designed to accomplish this purpose and discusses two different cases. While the discharge rate is changed from 0.5 C to 2 C (stepping by 0.5 C) for each cell configuration considered in the first case, the numerical solutions are obtained for the various cell configurations (6S4P and 8S3P) by keeping the discharge rate constant at 1 C. The results obtained from these solutions show that the discharge rate affects a considerable amount of the battery performances and discharge times of the battery packs, activation, and ohmic losses occurring inside each battery cell. Moreover, 6S4P discharges over a longer period (about 25%) than 8S3P. While both activation and ohmic losses decrease with the increase of discharge rate, these losses remain almost constant at 0.5 C discharge rate in all analyzed conditions. As a result, having a battery pack with a long discharge time while maintaining low temperatures is useful and desired. With this in mind, while evaluating battery packs, the 6S4P battery pack looks to have the best arrangement.
The torsional characterization of 3D-Printed polylactic acid parts with alternating additive manufacturing parameters
(John Wiley and Sons Ltd, 2024) Saraç, İsmail; Horasan, Murat
Three-dimensional (3D) printed polymer parts can be subjected to torsional loads in accordance with the conditions of use. Understanding the torsional properties of 3D printed polymers depending on the printing parameters is a significant research topic in fused deposition modeling (FDM) additive manufacturing processes to be used as machine parts operating under torsional load, such as polymer parts manufactured by extrusion method. Some studies have shown that raster angle and printing speed affect the mechanical properties of 3D-printed polymers. However, tensile tests were used in most of those studies. In this study, the torsional behavior of 3D printed Polylactic acid (PLA) materials was investigated by static torsion tests, finite element analyses, and theoretical and failure analyses with respect to the printing speed and raster angle parameters. Torsion test specimens were manufactured at five different raster angles (0°, 30°, 45°, 60°, and 90°) and two different printing speeds (20 and 80 mm/s) from PLA material using the FDM additive manufacturing method. The results showed that raster angle and printing speed parameters affected the torsional load-carrying capacity of FDM-3D printed PLA parts. The best load-carrying capacity was achieved at 30° and 60° raster angles, while the lowest was measured at 0° raster angle. The torsional load-carrying capacity was significantly enhanced by 85% for specimens manufactured at the printing speed of 80 mm/s.
Thermal stress analysis of maxillary dentures with different reinforcement materials under occlusal load using finite element method
(Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI), 2024) Benli, Semih; Baş, Gökhan
The purpose of this study was to determine the effect of fiber reinforcement materials on the magnitude of stresses in a critical part of the maxillary denture base under thermal and occlusal load. Thermal stress analyses of the models were carried out using the finite element method. The models consisted of bone, soft tissue, interface gap, and maxillary dentures with and without reinforcements. A concentrated occlusal load of 230 N was applied bilaterally on the molar teeth. A 36 °C reference and 0 °C, 36 °C, and 70 °C variable ambient temperatures were applied to the models. CrCo, unidirectional and woven carbon/epoxy, unidirectional and woven glass/epoxy, and unidirectional and woven Kevlar/epoxy were used as reinforcing materials in the maxillary denture base made of PMMA (polymethyl methacrylate). Stress distributions on the maxillary denture’s midline and lateral line direction were evaluated. Maximum stresses in the incisal notch and the labial frenal notch of the maxillary denture were determined. Failure analysis of reinforcement materials used in maxillary dentures was carried out using the Tsai-Wu index criterion. The results obtained show that the thermal properties of reinforcement materials should be considered as an important criterion in their selection.
Impact of Window Opening Shapes on Wind-Driven Cross Ventilation Performance in a Generic Isolated Building: A Simulation Study
(Gazi Üniversitesi, 2024) Aktepe, Burak; Demir, Hacımurat
Both environmental concerns and sustainable development goals have led to the search for alternative energy-efficient solutions. Natural ventilation, a crucial aspect of energy-efficient building design, reduces dependence on mechanical systems and regulates indoor air quality and temperature using natural forces. It improves indoor air quality, reduces energy consumption, and lowers operating costs. This paper presents a computational fluid dynamics analysis of natural cross-ventilation in an isolated building with varying window opening geometries. u/uref showed a marked decrease in triangular geometries, while trapezoidal and reference geometries exhibited comparable declines. The airflow velocity profile revealed a U-shaped curve, with reductions observed within 0

Güncel Gönderiler